【正文】 PC0 PC7 為 C 口。當(dāng)此引腳為高電平時(shí)，所有 8255 內(nèi)部寄存器都清零。 3. 8255 的工作方式 8255 有三種工作方式，即方式 0、方式 方式 2。 4. 8031 單片機(jī)與 8255 的接口邏輯簡(jiǎn)單，其接口電路如圖 37 所示。 LED 顯示器簡(jiǎn)介 LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示 字段的顯示器件，也可以稱為數(shù)碼管。數(shù)碼管工作在靜態(tài)顯示方式下，共 陰極或者共陽(yáng)極點(diǎn)連接在一起接地或者接高電平。 7406 是 6 路反相驅(qū)動(dòng)芯片做位選驅(qū)動(dòng)。 各個(gè)數(shù)碼管雖然是分時(shí)輪流導(dǎo)通，但由于數(shù)碼管具有余輝特性及人眼具有視覺暫留 作用，所以適當(dāng) 選取循環(huán)掃描頻率時(shí)，看上去所有數(shù)碼管是同時(shí)點(diǎn)亮的 ，察覺不出有閃爍現(xiàn)象。為此，應(yīng)解決下列問題。 （ 2） 對(duì)按鍵進(jìn)行編碼以給定鍵值或者直接給出鍵號(hào) 任何一組按鍵或者鍵盤都要通過 I/O 口線查詢按鍵的開關(guān)狀態(tài)。 圖 310 為一 4? 4 矩陣式鍵盤的示意圖。定時(shí)掃描是指利用單片機(jī)內(nèi)部或者擴(kuò)展的定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，在中斷中進(jìn)行鍵盤掃描的工作方式。 （ 2）線反轉(zhuǎn)法。 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA2D a t e : 1 7 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : E : \電路圖 2\ 電路圖 .d db D r a w n B y:1 0K1 0K1 0K1 23 4 56 7 89 1001 2A7 40 7R85 00R990R 1 02K線圈R71KC22 2u F+5+5 + 27GNDGNDGND+51 0KS1GNDR61KGNDGND+5+5D2I N 4 1 48+5T e x tT e x tT e x tT e x tI N T 1P C 7P C 6P C 5P C 4P C 3P C 2P C 1 圖 311 本系統(tǒng)的鍵盤 形式 液滴 點(diǎn)滴速度 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)總體方案的設(shè)計(jì)所述，本系統(tǒng) 使用紅外發(fā)光二極管和接 收 管組合 （紅外光電傳感器）測(cè)量點(diǎn)滴速度。 如圖 313 所示。 紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光亮強(qiáng)度一定，當(dāng)沒有液滴滴下時(shí)，接收管接收到的光強(qiáng)度大，基極光電流大，集電極輸出的電壓小， 運(yùn)算放大器 LM358 的 uu??? ，輸出高電平 ；當(dāng)有液滴滴下時(shí)，由于液滴的遮擋、反射和散射作用，接收管接收到的光的強(qiáng)度 變小 ，基極光電流小，集電極輸出的電壓大，運(yùn)算放大器 LM358 的 uu??? ，輸出低電平。 具體鍵盤形式如圖311 所示。 3. 鍵識(shí)別的方法 鍵識(shí)別方法是指當(dāng)鍵被按下時(shí)，如何確定是哪個(gè)鍵被按下。鍵盤的工作方式主要有掃描方式和中斷方式兩種。 ③ 有可靠的邏輯處理辦法，如 n 鍵瑣定，即只處理一個(gè)鍵，其間任何按下又松開的鍵不產(chǎn)生影響，不管一次按鍵持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，僅執(zhí)行一次鍵功能程序。為了保證 CPU 對(duì)鍵的一次閉合僅作一次鍵輸入處理，必須去除抖動(dòng)影響。鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān) 的過程。 在動(dòng)態(tài)顯示工作方式下，數(shù)碼管的公共段（位選驅(qū)動(dòng)端）是分時(shí)輪流被選通的。所以本設(shè)計(jì)采用采用動(dòng)態(tài)顯示接口。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極必須接低電平，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，此二極管被點(diǎn)亮； 共陽(yáng)極數(shù)碼管的發(fā)光 二極管是陽(yáng)極接到高電平，對(duì)于需要點(diǎn)亮的發(fā)光二極管使陰極接低電平即可。 8255 的復(fù)位端 RESET 和 8031 的復(fù)位端 RESET 相連，都接到 8031 單片機(jī)的復(fù)位電路上。 方式 1（選通輸入 /輸出方式）：在這種工作方式下， A、 B、 C 三個(gè)口將分為兩組。當(dāng)此引腳為低電平時(shí)， 8255 被 CPU 選中。當(dāng)這個(gè)引腳輸入為低電平時(shí)，控制 8255 送出數(shù)據(jù)或者狀態(tài)信息到 CPU，即 CPU 對(duì) 8255 進(jìn)行讀操作。 8031 單片 機(jī)中，擴(kuò)展的 I/O 口的尋址方法和存儲(chǔ)器的尋址方法相同，所有擴(kuò)展的 I/O口或者相當(dāng)于 I/O 外設(shè)以及通過擴(kuò)展 I/O 口連接的外設(shè)均與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，所以對(duì)片外 I/O 口的輸入輸出指令就是訪問片外 RAM 的指令。所以兩者雖然 共處同一地址空間，但由于控制信號(hào)不同，故不會(huì)發(fā)生總線沖突。 OE 為三態(tài)允許控制端，當(dāng) OE 為低電平時(shí)， O0 O7 為正常邏輯狀態(tài)，可以用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載，當(dāng) OE 為高電平時(shí)， O0 O7 為高阻狀態(tài)，不能驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 27128 的 OE 引腳為輸出使能端，與單片機(jī)的 PSEN 端相連。程序存儲(chǔ)器所需要的地址線數(shù)決定于其容量 的大小，當(dāng)程序存儲(chǔ)器為 2KB 時(shí)地址線為 11 根， 4KB 時(shí)為 12 根，依次類推。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8 位地址，即 8 15AA。當(dāng) EA 輸入低電平時(shí)， CPU 僅訪問片外程序存儲(chǔ)器。平時(shí)不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，該端以 1/6 的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出正脈沖，共定時(shí)或者其他需要使用；在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)丟失一個(gè)脈沖。引腳的名稱和功能如下： 1. 主電源引腳 Vss 和 Vcc Vss（ 20 腳）：接地引腳 Vcc（ 40 腳）：主電源，接 +5V 2. 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶體的一端。 3. 并行 I/O 口 8031 有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入、輸出。 由于本設(shè)計(jì)所顯示的字符僅僅為數(shù)字，不顯示復(fù)雜字符，所以采用方案二。 采用方案 一。 方案二：采用紅外對(duì)管檢測(cè)液位，此方法和液滴的檢測(cè)方法原理相同。 控制信號(hào)為數(shù)字信號(hào) ,不在需要數(shù) /模轉(zhuǎn)換 。其次由于滴管是由塑料制成，存在范性變形，在長(zhǎng)時(shí)間受壓后滴速夾并不能使滴管完全恢復(fù)原形，控制裝置無法保證理想的控制效果。在輸液器的漏斗外圍繞線圈作為敏感元件，當(dāng)液滴滴下時(shí)電感量發(fā)生變化，通過 LC 振蕩電路后輸出變化 的 頻率，經(jīng)過 F/V 轉(zhuǎn)換電路及電壓比較后輸出電平信號(hào)來檢測(cè)點(diǎn)滴速度。系統(tǒng) 能夠 準(zhǔn)確地設(shè)定某液體的點(diǎn)滴速度且能夠 通過電子 傳感器檢測(cè)該液體的點(diǎn)滴速度并能夠?qū)崟r(shí)控制和顯示 液體的點(diǎn)滴速度 ，實(shí)現(xiàn) 參數(shù)掉電保護(hù)，測(cè)量和控制誤差范圍為 1177。又如化工生產(chǎn)線上某些少量液體原料的投入是通過液體點(diǎn)滴速度來控制的，顯而易見，點(diǎn)滴速度的快慢將直接影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。點(diǎn)滴速度可用鍵盤來設(shè)定，設(shè)定范圍為 20~150(滴 /分 )，控制誤差范圍在 1? 10%滴。畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù) 、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。本文介紹了系統(tǒng)的硬件組成、工作原理和軟件的設(shè)計(jì)。根據(jù)不同病人的病情和體質(zhì)的差異，需要不同是輸液速度及流量，目前對(duì)輸液速度的控制普遍采用手工方法，由護(hù)士根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)使得點(diǎn)滴速度不夠準(zhǔn)確。基本實(shí)現(xiàn)了控制點(diǎn)滴速度誤差在 10%1? 滴左右和超過誤差范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警的功能。所以本設(shè)計(jì)采用 8031 單片機(jī)。 點(diǎn)滴速度控制方案的比較與選擇 方案一：對(duì)滴速夾松緊的控制 對(duì)滴速夾松緊的控制就是通過對(duì)滴速夾松緊的調(diào) 節(jié)，改變塑料滴管的形狀以控制液體的滴速。 對(duì)儲(chǔ)液瓶高度的控制方法有兩種：一種是 采用單片機(jī)和 D/A 轉(zhuǎn)換構(gòu)成系統(tǒng) ,控制普通電 動(dòng) 機(jī) 。 儲(chǔ)液瓶液位的檢測(cè)方案的比較與選擇 方案一：采用超聲波脈沖回波方法檢測(cè)液位。 方案二 ： 采用獨(dú)立式按鍵電路 ,每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ， 每個(gè) I/O 口的工作狀態(tài)互不影響 ， 此類鍵盤采用端口直接掃描方式 ， 缺點(diǎn)為當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的I/O 口數(shù)目較多 ， 優(yōu)點(diǎn)為電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 ， 且編程極其容易 。此外 LCD 需要交流驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 第三張 硬件的設(shè)計(jì) 8031 單片機(jī)簡(jiǎn)介 8031 單片機(jī)的組成及結(jié)構(gòu) 1. 中央處理器（ CPU） 中央處理器是單片機(jī)的核 心部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，主要完成運(yùn)算和控制功能。它共有 5 個(gè)中斷源： 2個(gè)外部中斷源，即 2 個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)中斷， 1 個(gè)串行口中斷。若采用外部時(shí)鐘電路，對(duì)于 CHMOS 單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于 CHMOS 單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。 PSEN 端可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)低功耗高速 TTL 負(fù)載。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供低 8 位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)，故這些 I/O 口線有地址線 /數(shù)據(jù)線之稱，簡(jiǎn)寫為 07AD AD 。存儲(chǔ)器尋址分兩步，即存儲(chǔ)器芯片的尋址和芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的尋址。 27128 的 CE 引腳為片選信號(hào)輸入端，低電平有效，表示 選中該芯片。 74LS373 的引腳圖如圖 33 所示。常用芯片有 611 6264 等。 A0 A7 與74LS373 的 Q0 Q7 相連。用于 8255 與外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。所有通道都設(shè)置為輸入方式。 方式 0（基本輸入 /輸出方式）：這種方式不需要任何選通信號(hào)。 圖中， 8255 的片選信號(hào) CS 及口地址選擇線 A0 和 A1 分別由 8031 的 、 和 經(jīng)過地址鎖存器 74LS373 后提供。其外形結(jié)構(gòu)如圖38(a)所示。 每位的段選線與一個(gè) 8位并行口相連。數(shù)碼管是 8 段共陰極的數(shù)碼管，所以發(fā)光時(shí)字形驅(qū)動(dòng)輸出“ 1”有效，位選驅(qū)動(dòng)輸出“ 0”有效。不過對(duì)于這種方式數(shù)碼管不宜太多，一般在 8 個(gè)以內(nèi)，否則每個(gè)數(shù)碼管所分配到的實(shí)際導(dǎo)通時(shí)間太短，使亮度不足。 （ 1） 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入 目前，無論是按鍵還是鍵盤大部分都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。根據(jù)不同 的鍵盤結(jié)構(gòu)，采用不同的編碼方法。該鍵盤需要四根行線和四根列線 工八根 I/O口線，由于采用矩陣結(jié)構(gòu)，與獨(dú)立式按鍵不同，一根 I/O 線已經(jīng)不能確定哪 個(gè)鍵被按下，需要通過連接到按鍵上的兩根線的狀態(tài)來確定按鍵的狀態(tài)，同時(shí)鍵的兩端均接到 I/O 口線上，不能一端接 I/O 口線一端接地，因此必須采用行線與列線信號(hào)狀態(tài)分別處理綜合考慮才能判斷鍵閉合的位置。 （ 2） 中 斷方式。掃描法 對(duì)鍵的識(shí)別采用逐行（列）掃描的方法獲得鍵的位置 ，當(dāng)被按下的鍵在最后一行時(shí)需要掃描 N 次（ N 為行數(shù)），當(dāng) N 比較大時(shí)鍵盤的工作速度較慢，而線反轉(zhuǎn)法則不論鍵盤有多少行和多少列只需要經(jīng)過兩步即可獲得鍵的位置。電路圖如圖 312 所示 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ABCD121110987654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eA1D a t e : 5 J un 2 0 0 8 S he e t o f F i l e : E : \ 電路圖 2\ 電路圖 .d db D r a w n B y:R41 00 KR31KL M 3 58R51 0K+57 40 6 圖 313 液面檢測(cè)電路圖 工作原理也 相似 ，正常情況下，液體的液面高于警戒液面，由于液體的遮擋、反射和散射作用，接收管接收到的光的強(qiáng)度變小，基極光電流小，集電極輸出的電壓大，運(yùn) 算放大器 LM358 的 uu??? ，輸出低電平 ，經(jīng)過反向器 7406 后向單片機(jī)提供高電平；當(dāng)
。電阻 R3 和 R4 為 紅外發(fā)光二極管和接收管的限流電阻，阻值分別取 1k 和 100k， R5 為可調(diào)電阻，用來控制運(yùn)算放大器 LM358 的正向電壓 u? 。 4. 本系統(tǒng)鍵盤的工作方式為中斷方式，鍵識(shí)別方法為線反轉(zhuǎn)法。該方法可以提高 CPU 的工作效率。系統(tǒng)在工作中采取何種方式對(duì)鍵盤進(jìn)行識(shí)別，讀取鍵狀態(tài)就是鍵盤的工作方式。因此，一個(gè)完善的鍵盤控制程序應(yīng)能完成以下任務(wù)： ① 監(jiān)測(cè)有無鍵按下 ② 有鍵按下后，在無硬件去除抖動(dòng)電路的情況下，應(yīng)用軟件延時(shí)的方法除去抖動(dòng)影響。 按鍵的穩(wěn)定閉合時(shí)間由操作人員的按鍵動(dòng) 作所決定，一般為十分之幾秒至幾秒時(shí)間。 1. 鍵輸入原理 當(dāng)按下所設(shè)置的功能鍵或者數(shù)字鍵時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該鍵所設(shè)定的功能。工作時(shí) ， B 口的 6 路位選信號(hào)每次僅有一路輸出是“ 1”電平，同時(shí) A 口輸出與選通的數(shù)碼管相應(yīng)的字形碼信號(hào)，即 B 口掃描輸出位選信號(hào)， A 口輸出字形信號(hào)。因?yàn)椴捎渺o態(tài)顯示時(shí)，若 段選線直接用并行 I/O 口端，占用的 I/O 的資 源過多，若采用串行口，速度又比較慢。 1 0 9 8 7 6g f G N D a b1 2 3 4 5dp.e d G N D c d pabcdefgD D+ 5V 1 0 9 8 7 6g f G N D a b1 2 3 4 5dp.e d G N D c d pabcdefgD D+ 5V 1 0 9 8 7 6g f G ND a b1